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D2D 통신 환경에서 블록체인 합의 알고리즘을 활용한 안전하고 효율적인 시스템 구축 방안

Title
D2D 통신 환경에서 블록체인 합의 알고리즘을 활용한 안전하고 효율적인 시스템 구축 방안
Other Titles
A Secure and Efficient System Implementation Using Block-Chain Algorithm in D2D Communication Environment
Authors
유서희
Issue Date
2018
Department/Major
대학원 컴퓨터공학과
Publisher
이화여자대학교 대학원
Degree
Master
Advisors
채기준
Abstract
제4차 산업 혁명 시대가 도래하면서 정보통신기술 ICT(Information & Communication Technology)의 융합기술이 각광받고 있다. 이는 AI, Big Data와 같은 기술을 이용한 모든 것이 연결된 지능화된 기술 환경을 말한다. 그 중에서도 블록체인 기술은 초연결사회와 초지능으로 정의되는 제4차 산업 혁명을 이끌어갈 핵심기반기술로 주목받고 있다. 블록체인이란 피어-투-피어 통신을 기반으로 분 산화 네트워크 환경을 구축하여 거래내역을 체인 형식으로 형성함으로써 데이터 의 안정성을 보장하는 기술이다. 이미 다양한 산업 분야에서 사용되고 있는 IoT 와 모바일 기기의 보안 취약성을 해결하기 위한 방법으로 블록체인 기술이 떠오 르고 있지만 여전히 보안 위험성이 존재한다. 기존 블록체인 참여자의 실제 참여 도를 분석한 결과에 따르면 기존 블록체인은 모든 참여자가 검증에 참여하기 때문에 사용자가 늘어날수록 성능이 떨어지는 문제점이 발생하였고 이는 한정된 자 원을 사용하는 기존 IoT와 모바일 환경에 적합하지 않다. 본 논문에서는 D2D(Device-to-Device) 환경에서 블록체인 시스템을 적용하 기 위한 구축 방안을 제시하여 기존 모바일 기기 통신과 블록체인 합의 알고리즘 의 문제점을 해결하고 발전할 수 있는 방향을 보인다. 무선 네트워크 환경에서의 블록체인 시스템을 Off-blockchain과 On-blockchain으로 분리한 후 3단계로 정의하였다. 먼저 0ff-blockchain의 1단계에서는 데이터를 전송하는 IoT 기기의 보안성을 확인하여 사용자의 민감한 데이터를 받아오는 모바일 기기의 안전성을 확인하였다. 그 다음으로 On-blockchain의 2,3단계에서는 기존 사설 블록체인의 멤버십에 등록할 경우 모바일 기기 리소스를 이용한 보안 전송률 계산으로 제3자 의 도청 위험성을 줄인 후 블록체인 합의 알고리즘에 참여시킨다. 통신 요소에 따 른 참여자의 참여도를 계산하여 각 노드가 이기적인 참여자인지 아닌지를 판단함으로써 합의의 신뢰성을 높이고 성능 향상을 보인다. 결과적으로 본 논문을 통해 D2D 통신에 적합한 합의 알고리즘과 환경적 특성을 가진 SBC(Selective-BlockChain) 블록체인 시스템 구축 방안을 제안하였다.;With the advent of the fourth industrial revolution era, convergence technology of information and communication technology (ICT) has got the spotlight. It is an intelligent technology environment that connects everything using technologies such as AI and Big Data. Among them, the block chain technology is attracting attention as the key infrastructure technology that will lead the fourth industrial revolution defined as the hyper-connected society and super intelligence. A block chain is a technology that guarantees the stability of data by establishing a distributed network environment based on peer-to-peer communication and forming transaction details in a chain format. Block-chain technology has emerged as a way to address security vulnerabilities in IoT and mobile devices already used in various industries, but there is still a security risk. According to the results of the analysis of the actual participation of the existing block chain participants, since all the nodes participate in the verification of the existing block chain, there is a problem that the performance decreases as the number of nodes increases. Thus, it is unsuitable for IoT and mobile environments using limited resources. In this paper, I propose a construction method to apply block-chain system in D2D (Device-to- Device) environment and solve the problems of existing mobile device communication and block chain algorithm. The block-chain system in the wireless network environment is divided into off-blockchain and on-blockchain and three stages of progress. First, in step 1 of the 0ff-blockchain, the security of the IoT device transmitting the data is checked to confirm the safety of the mobile device receiving the user's sensitive data. Next, in steps 2 and 3 of On-blockchain, the risk of eavesdropping by a third party is reduced by calculating the secrecy capacity using the mobile device resource, and then registered in the smart registration service of the private block chain. After that, this system decides whether to participate in the consensus algorithms according to the level of participation calculation of each node by using secrecy capacity and resource utilization. The participant's level of participation according to the resource is calculated to determine whether each node is selfish or not, thereby improving the reliability of the contract and improving the performance. As a result, this paper proposes a SBC block chain system which has an adaptive algorithm and environmental characteristics suitable for D2D communication.
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일반대학원 > 컴퓨터공학과 > Theses_Master
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